文章目录
- vector成员变量
- 默认成员函数
- 构造函数
- 拷贝构造
- 赋值运算符重载函数
- 析构函数
- 迭代器
- begin
- end
- size和capacity
- resize
- reserve
- [ ]
- push_back
- pop_back
- insert
- erase
- swap
vector成员变量
_start指向容器的头，_finish指向容器当中有效数据的下一个位置，_endofstorage指向整个容器的尾
默认成员函数
构造函数
//构造函数
vector()
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{}
拷贝构造
先开辟一块与该容器大小相同的空间，然后将该容器当中的数据一个个拷贝过来即可，最后更新_finish和_endofstorage的值即可。
深拷贝版本一：
//拷贝构造（深拷贝）
vector(const vector<T> & v)
//v1= v
//vector( vector * this ,const vector<T>& v)
{
//开空间
this->_start = new T[size(T) * v.capacity()];
//拷贝数据
memcpy(this->_start, v._start, sizeof(T) * v.size() );
this->_finish = v._start + v.size();//更新_finish
this->_endofstorage = v._start + v.capacity();//更新 _endofstorage
}
注意： 不能使用memcpy函数，
如果vector存储的数据是内置类型或无需进行深拷贝的自定义类型时，使用memcpy函数可以
但当vector存储的数据是需要进行深拷贝的自定义类型时，不能使用memcpy
举个例子
如果vector存储的数据是string类的时候
void test_vector9()
{
vector<string> v;
v.push_back("111111111111111");
v.push_back("222222222222222");
v.push_back("333333333333333");
v.push_back("444444444444444");
v.push_back("555555555555555");//memcpy拷贝出现了问题
for (auto & e : v) //string拷贝代价比较大
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
}
memcpy函数进行拷贝构造的话，那么reserve函数申请的tmp当中存储的每个string的成员变量的值，与vector 当中的每个对应的string成员都指向同一个字符串空间,
delete释放空间 ，如果是自定义类型时，依次调用数组每个对象的析构函数，再释放整个空间，也就是说tmp现在指向一块被释放的空间，即tmp是野指针
总结：
问题：vector是深拷贝 , 但是vector空间上存的对象是string的数组使用memcpy导致string对象的浅拷贝
如何解决：
void reserve( size_t n)
{
if (n > capacity())//扩容
{
size_t sz = size();//用sz记录size
T * tmp = new T[n];
if (_start != nullptr) //如果原空间不为空再拷贝数据
{
//memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);//将_start的数据拷贝到tmp中
for (size_t i = 0; i < sz; ++i)
{
tmp[i] = _start[i];//调用string的赋值重载进行深拷贝
}
delete[] _start;//释放_start的空间
}
_start = tmp; //将tmp的地址给_start，以便_finish和_endofstorage的更新
_finish = _start + sz;//更新_finish
_endofstorage = _start + n;//更新_endofstorage
}
}
结论： 如果vector当中存储的元素类型是内置类型（int）或浅拷贝的自定义类型（Date），可以使用memcpy函数进行进行拷贝构造，但如果vector当中存储的元素类型是深拷贝的自定义类型（string），则不可以使用memcpy函数
深拷贝版本二：
使用范围for（或是其他遍历方式）对容器v进行遍历，在遍历过程中将容器v中存储的数据一个个尾插过来即可。
//拷贝构造第二种版本（深拷贝）
vector( const vector<T>& v)
//v1=v
//vector( vector *this , const vector<T> v)
:_start(nullptr)
, _finish(nullptr)
, _endofstorage(nullptr)
{
//开空间
reserve(v.capacity());
//拷贝数据
for (auto e : v)
{
push_back(e); //将v的数据插入到v1中
}
}
注意： 在使用范围for对容器v进行遍历的过程中，变量e就是每一个数据的拷贝，然后将e尾插到构造出来的容器当中。就算容器v当中存储的数据是string类，在e拷贝时也会自动调用string的拷贝构造（深拷贝），所以也能够避免出现与使用memcpy时类似的问题。
赋值运算符重载函数
vector的赋值运算符重载当然也涉及深拷贝问题，我们这里也提供两种深拷贝的写法：
先释放原来的空间，再开辟一块和容器v大小相同的空间，然后将容器v当中的数据一个个拷贝过来，最后更新_finish和_endofstorage的值即可。
深拷贝版本一
//赋值重载版本一
vector<T> & operator=(vector<T> v)
//v1=v
// vector<T>& operator=(vector<T> *this , vector<T> v)
{
//释放原来的空间
delete [] _start;
//开辟空间
_start = new T[v.capacity()];
//拷贝数据
for (size_t i =0 ; i < v.size(); ++ i)
{
_start[i]= v[i];
}
//更行相关边界条件
_finish = _start + v.size();
_endofstorage = _start + v.capacity();
return *this;
}
首先在右值传参时并没有使用引用传参，因为这样可以间接调用vector的拷贝构造函数，然后将这个拷贝构造出来的容器v与左值进行交换，此时就相当于完成了赋值操作，而容器v会在该函数调用结束时自动析构。
深拷贝版本二（推荐）
//赋值重载版本二
vector<T> & operator= ( vector<T> v) //编译器接收右值的时候自动调用拷贝构造函数
//vector<T>& operator= ( vector<T> *this ,vector<T> v)
//v1=v
{
//this->swap(v)
swap(v);//v1 和v交换
return *this;
}
版本二的理解：
析构函数
对容器进行析构时，首先判断该容器是否为空容器，若为空容器，则无需进行析构操作，若不为空，则先释放容器存储数据的空间，然后将容器的各个成员变量设置为空指针即可。
//析构函数
~vector()
{
//_start==nulllptr 就不需要析构了
if (_start != nullptr)
{
delete[]_start;
_start = _finish = _endofstorage = nullptr;
}
}
迭代器
begin
vector当中的begin函数返回容器的首地址
普通版本
iterator begin()
{
return _start;
}
const版本
const_iterator begin() const
{
return _start;
}
end
end函数返回容器当中有效数据的下一个数据的地址。
普通版本
iterator end()
{
return _finish;
}
const 版本
const_iterator end() const
{
return _finish;
}
size和capacity
两个指针相减的结果，即这两个指针之间对应类型的数据个数，所以size可以由_finish - _start得到，而capacity可以由_endofstorage - _start得到。
size_t size()const
{
return _finish - _start; //返回容器当中有效数据的个数
}
size_t capacity()const
{
return _endofstorage - _start; //返回当前容器的最大容量
}
resize
1、n > size
将size扩大到n，扩大的数据为val，若val未给出，就用缺省值
2、n < size
改变_finish的指向，直接将容器的size缩小到n即可
void resize( size_t n , const T& val = T() )//缺省值是匿名对象,c++对内置类型进行了升级
{
//n<size 缩容
if (n < size())
{
_finish = _start + n;
}
else //扩容
{
reserve(n);
//插入数据
while (_finish!=_start+n)
{
*_finish = val;
_finish++;
}
}
}
注意： c++把内置类型也看作成类，它们也有默认构造函数，所以在给resize函数的参数val设置缺省值时，设置为T( )即可
reserve
1、n>capacity()，将capacity扩大到n或大于n。
2、n<capacity() ，什么也不做。
void reserve( size_t n)
{
if (n > capacity())//扩容
{
size_t sz = size();//用sz记录size
T * tmp = new T[n];
if (_start != nullptr) //如果原空间不为空再拷贝数据
{
memcpy(tmp, _start, sizeof(T) * sz);//将_start的数据拷贝到tmp中
delete[] _start;//释放_start的空间
}
_start = tmp; //将tmp的地址给_start，以便_finish和_endofstorage的更新
_finish = _start + sz;//更新_finish
_endofstorage = _start + n;//更新_endofstorage
}
}
注意：
1 在进行操作之前需要提前记录当前容器当中有效数据的个数。
2 拷贝容器当中的数据时，不能使用memcpy函数进行拷贝
[ ]
const 版本
const T & operator[] (size_t pos) const
// const T& operator[] ( T const * this,size_t pos)
{
assert(pos < size());
return _start[pos];
}
普通版本
T& operator[] (size_t pos)
// const T& operator[] ( T * this,size_t pos)
{
assert(pos < size() );
return _start[pos];
}
push_back
要尾插数据首先得判断容器是否已满，若已满则需要先进行增容，然后将数据尾插到_finish指向的位置，再将_finish++即可
void push_back(const T & x )
{
//如果容量满了
if (_finish == _endofstorage)
//扩容
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
reserve (newcapacity);//扩容
}
*_finish = x;
_finish++;//_finish指针后移
}
pop_back
void pop_back()
{
erase( --end() );
}
insert
insert函数可以在所给迭代器pos位置插入数据，在插入数据前先判断是否需要增容，然后将pos位置及其之后的数据统一向后挪动一位，以留出pos位置进行插入，最后将数据插入到pos位置即可。
iterator insert(iterator pos, const T& x)
{
assert(pos >= _start && pos <= _finish);
//如果容量满了，需要扩容
if (_finish == _endofstorage)
{
size_t newcapacity = capacity() == 0 ? 4 : 2 * capacity();
//扩容会开辟一段新的空间 ，把数据从原空间拷贝到新空间，并且释放原空间，但是此时pos这个迭代器还是指向原空间
//会导致pos迭代器失效 —更新pos迭代器
size_t len = pos - _start;
reserve(newcapacity);
pos = _start + len;
}
//容量未满
iterator end = _finish -1;
//挪动数据
while (end>=pos)
{
*(end + 1) = *(end);
--end;
}
//插入数据
(*pos) = x;
_finish++;
return pos;
}
insert以后可能会出现迭代器失效
解决方案：再下一次使用迭代器之前，对迭代器重新赋值即可
erase
erase函数可以删除所给迭代器pos位置的数据，在删除数据前需要判断容器释放为空，若为空则需做断言处理，删除数据时直接将pos位置之后的数据统一向前挪动一位，将pos位置的数据覆盖即可
//错误的版本
//void erase(iterator pos)
//{
// assert(pos >= _start && pos < _finish);
// iterator it = pos + 1;
// while (it != _finish)//挪动数据
// {
// *(it - 1) = *(it);
// it++;
// }
// _finish--;
//}
//正确的版本
iterator erase(iterator pos)
{
assert(pos >= _start && pos < _finish);
iterator it = pos + 1;
while (it!= _finish)//挪动数据
{
*(it - 1) = *(it);
it++;
}
_finish--;
return pos;
}
erase 在使用的时候可能会有迭代器失效的问题
解决方案：我们可以接收erase函数的返回值（erase函数返回删除元素的后一个元素的新位置）
swap
swap函数用于交换两个容器的数据，我们可以直接调用库当中的swap函数将两个容器当中的各个成员变量进行交换即可。
void swap(vector<T> & v)//交换数据
{
std::swap(_start , v._start);
std::swap(_finish, v._finish);
std::swap(_endofstorage, v._endofstorage);
}
注意： 这里调用库里的swap模板函数，需要在swap函数之前加上“std::”，告诉编译器在c++标准库寻找swap函数，否则编译器编译时会认为你调用的是正在实现的swap函数（就近原则）。
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